(H-V)加筋作用机理、破坏模式及筋材刚度影响研究进展—以H-V加筋土结构为例

摘要

通过对水平-竖向(Horizontal-Vertical,简称H-V)加筋路堤的室内动静载模型试验、颗粒流细观模拟及理论分析研究了H-V加筋路堤的承载力特性、机理及破裂面形态.室内静载模型试验设计了不同加筋层数、不同加筋长度、不同加筋形式等多种工况;动载模型试验分析了同一动应力幅值长期振动下无筋与加筋路堤的变形特性以及加筋路堤承受连续分级动荷载的能力.试验结果表明:H-V加筋路堤与传统水平筋加筋路堤能够更有效地提高路堤承载力、减小路堤沉降;加筋路堤的承载力随着加筋层数的增加而增加;筋条加筋位置较为接近路堤荷载作用处时,能够充分发挥其加固功能.H-V加筋路堤的破裂面与未加筋路堤不同,表现为多个不连续的圆弧破裂面,筋条起到了隔开破裂面的作用,H-V加筋路堤的破裂面角度更大,位置更靠近路堤中央.在室内模型试验的基础上对加筋路堤进行了颗粒流离散元模拟分析,H-V筋条不仅提供了水平筋条的拉力,其竖向筋条还提供了侧阻力以限制土体位移,因而在H-V筋条周围形成了范围较大的"土体加固区",使路堤内部力的分配更均匀.同一动应力幅值长期循环振动下,水平加筋有效地减小了路堤顶面的累积沉降,H-V加筋限制沉降的效果更为显著,且H-V加筋路堤边坡的侧向位移小于水平加筋路堤边坡的侧向位移.与水平加筋相比,H-V加筋路堤能够承受更大的动应力幅值和更久的振次.